二維左手介質(zhì)電磁散射特性的研究的開題報(bào)告

二維左手介質(zhì)電磁散射特性的研究的開題報(bào)告一、選題背景與意義電磁散射是指電磁波在遇到不同介質(zhì)時(shí)發(fā)生折射、反射、透射等現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、通信、遙感等領(lǐng)域中。而介質(zhì)對(duì)電磁波的散射特性是影響電磁波傳播的關(guān)鍵因素之一。因此，研究介質(zhì)對(duì)電磁波的散射特性具有很高的理論和應(yīng)用價(jià)值。二維左手介質(zhì)是一種特殊的介質(zhì)，其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率取負(fù)值，并且在電磁波傳播中會(huì)出現(xiàn)其它介質(zhì)所沒(méi)有的現(xiàn)象。因此，研究二維左手介質(zhì)對(duì)電磁波的散射特性，不僅能夠增進(jìn)我們對(duì)電磁波與介質(zhì)相互作用的理解，而且可應(yīng)用于設(shè)計(jì)新的寬帶天線、太赫茲波器件等。二、研究?jī)?nèi)容本研究計(jì)劃在分析二維左手介質(zhì)電磁散射的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究以下問(wèn)題：1.二維左手介質(zhì)在電磁波作用下的反射、折射、透射及散射特性。2.不同材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)對(duì)二維左手介質(zhì)散射特性的影響。3.設(shè)計(jì)適用于二維左手介質(zhì)散射的電磁學(xué)模型，并進(jìn)行仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。三、研究方法和技術(shù)路線1.理論分析：通過(guò)建立二維左手介質(zhì)散射的數(shù)學(xué)模型，分析電磁波在二維左手介質(zhì)中的傳輸規(guī)律以及與其它介質(zhì)之間的相互作用。2.數(shù)值模擬：使用有限元方法或有限差分法，對(duì)二維左手介質(zhì)電磁散射問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值模擬，探究其散射特性。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：基于設(shè)計(jì)的電磁學(xué)模型，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行樣品制備及電磁散射實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)和分析。四、預(yù)期成果和意義本研究預(yù)期可以深入探究二維左手介質(zhì)的電磁散射特性，為研發(fā)新型電磁波器件提供理論支持和數(shù)值計(jì)算方法，同時(shí)也為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。預(yù)期成果：1.在數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面得到可靠的二維左手介質(zhì)電磁散射特性數(shù)據(jù)。2.提出一種適用于二維左手介質(zhì)散射的電磁學(xué)模型，為分析、計(jì)算和預(yù)測(cè)電磁波在二維左手介質(zhì)中的傳輸提供更加準(zhǔn)確的方法。3.為設(shè)計(jì)新型寬帶天線、太赫茲波器件等提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。五、研究進(jìn)度計(jì)劃本研究計(jì)劃共分為三個(gè)階段：階段一：對(duì)二維左手介質(zhì)電磁散射的理論模型建立和數(shù)學(xué)分析，以及仿真模型的構(gòu)建，預(yù)計(jì)耗時(shí)3個(gè)月。階段二：在階段一理論分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)有限元方法或有限差分法的數(shù)值模擬得到電磁波在二維左手介質(zhì)中的傳輸規(guī)律及其散射特性，預(yù)計(jì)耗時(shí)6個(gè)月。階段三：基于數(shù)值分析得到的數(shù)據(jù)，開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，檢驗(yàn)理論分析的正確性和實(shí)際可行性，拓展研究成果的應(yīng)用領(lǐng)域，預(yù)計(jì)耗時(shí)3個(gè)月。六、研究團(tuán)隊(duì)成員及分工本研究將由下列成員組成：組長(zhǎng)：張明，主要負(fù)責(zé)研究的整體規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和撰寫最終報(bào)告。成員：李軍，主要負(fù)責(zé)理論分析和數(shù)值模擬的建立和實(shí)現(xiàn)。成員：趙華，主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和整理。七、參考文獻(xiàn)1.Smith,D.R.,Padilla,W.J.,Vier,D.C.etal.Compositemediumwithsimultaneouslynegativepermeabilityandpermittivity.PhysRevLett,2000,84(18):4184-4187.2.Pendry,J.B.Negativerefractionmakesaperfectlens.PhysRevLett,2000,85(18):3966-3969.3.Li,H.J.,Li,C.,Liang,C.H.Scatteringofelectromagneticwavesbyatwo-dimensionalleft-handedmedium.PhysRevB,2006,74:205126.4.Hu,C.,Li,C.,Li,H.J.Scatteringofelectromagneticwavesbyatwo-dimensionalleft-handedmediumcylinder.Chin.Phys.BVol.18,No.1,pp.306-315(2009).5.Zubairy,M.S.,Zubairy,S.Asymmetrictran